Gedragsgenetica en Evolutionaire Psychologie

De Relatie tussen Genen, Hersenen en Gedrag

• Fundamenteel Mechanisme:

  • Genetische variatie tussen individuen leidt tot verschillen in de fysieke bouw en de functionele werking van de hersenen.

  • Deze neurologische verschillen resulteren in variaties in gedragsdispositie.

  • Gedragsdispositie bepaalt, in interactie met omgevingsinvloeden, het uiteindelijke gedrag.

• Gen-omgeving co-actie: Gedrag is nooit het resultaat van alleen genen of alleen omgeving, maar van een voortdurende wisselwerking (co-actie) en interactie tussen beide factoren.

Variantie en Omgevingsinvloeden

• Individuele Verschillen (Variantie): In de statistiek wordt variantie gebruikt om individuele verschillen te kwantificeren.

• Variantiedecompositie: De totale variantie in een eigenschap wordt opgedeeld in drie componenten:

  • Genetische variantie ($a^2$): Het deel verklaard door additieve genetische factoren. Inclusief gen-omgeving interacties ($g \times c$).

  • Gedeelde omgevingsvariantie ($c^2$): Omgevingsfactoren die gezinsleden op elkaar doen lijken. Voorbeelden: baarmoeder, gezin, buurt, school, sociaal-economische status (SES), religie en cultuur.

  • Unieke omgevingsvariantie ($e^2$): Omgevingsfactoren die gezinsleden van elkaar doen verschillen. Voorbeelden: vrienden, specifieke schoolklas, ziekte, werk, en levensstijl (bijv. roken, drinken, sport, eetgewoonten). Inclusief meetfouten en $g \times e$ interactietermen.

• Standaardformule: Bij standaardisatie (totale variantie = $1$) geldt:     $a^2 + c^2 + e^2 = 1$

Erfelijkheid (Heritability)

• Definitie ($h^2$ of $a^2$): Het deel van de totale variantie in een eigenschap binnen een populatie dat verklaard wordt door genetische verschillen tussen individuen.

• Berekening: $h^2 = \frac{a^2}{a^2 + c^2 + e^2}$.

• Interpretatie: Erfelijkheid is een ratio/percentage. Als $a^2 = 0.30$, $c^2 = 0.20$ en $e^2 = 0.50$, dan is de erfelijkheid $30\%$.

Methoden in de Gedragsgenetica

• Onderzoekdesigns:

  • Selectieve teelt: Gebruikt bij dieren om specifieke eigenschappen te versterken.

  • Familiestudies: Onderzoek naar de gelijkenis tussen bloedverwanten.

  • Adoptiestudies: Vergelijking tussen het kind en de biologische ouders (genen) vs. adoptieouders (omgeving).

  • Tweelingstudies: Vergelijking tussen eeneiige (MZ) en twee-eiige (DZ) tweelingen.

• Gelijkenis bij Schizofrenie: Voorbeeld van familiale gelijkenis (personen per $100$):

  • Ouders/Kinderen/Broers/Zussen ($50\%$ genetisch): Hoog risico.

  • Oom/Tante/Neef/Nicht/Kleinkind/Halfbroer ($25\%$ genetisch): Gemiddeld risico.

  • Geen verwantschap ($0\%$ genetisch): Laag risico ($1$ a $2$ op $100$).

Tweelingonderzoek: Principes en Berekeningen

• Eeneiige Tweelingen (MZ): Ontstaan uit één bevruchte eicel die splitst; $100\%$ genetisch identiek. Meestal dezelfde placenta en vruchtzak (niet altijd). Altijd van hetzelfde geslacht.

• Twee-eiige Tweelingen (DZ): Ontstaan uit twee verschillende eicellen en spermacellen; delen gemiddeld $50\%$ van hun genen (net als gewone broers/zussen). Kunnen van hetzelfde of verschillend geslacht zijn.

• Berekening van effecten (Falconer’s formules):

  • Erfelijkheid: $a^2 = 2 \times (rMZ - rDZ)$

  • Unieke omgeving: $e^2 = 1 - rMZ$

  • Gedeelde omgeving: $c^2 = 2 \times rDZ - rMZ$

• Schatting van Correlaties:

  • $rMZ = a^2 + c^2$

  • $rDZ = \frac{1}{2} a^2 + c^2$

Empirische Data en Resultaten

• Neuroticisme (NTR data):

  • Correlatie MZ-mannen: $0.58$

  • Correlatie DZ-mannen: $0.32$

  • Erfelijkheid ($a^2$): $2 \times (0.58 - 0.32) = 0.52$ ($52\%$)

  • Gedeelde omgeving ($c^2$): $2 \times 0.32 - 0.58 = 0.06$ ($6\%$)

  • Unieke omgeving ($e^2$): $1 - 0.58 = 0.42$ ($42\%$)

• Big Five Persoonlijkheid (Brede erfelijkheid):

  • Extraversie: ca. $54\%$

  • Vriendelijkheid (Agreeableness): ca. $42\%$

  • Consciëntieusheid: ca. $49\%$

  • Neuroticisme: ca. $48\%$

  • Openheid: ca. $57\%$

• Politieke Attitudes (Dove-Hawk Schaal $0$-$6$):

  • Dove-Hawk: $a^2 = 0.34$, $c^2 = 0.00$, $e^2 = 0.66$

  • Militaire uitgaven: $a^2 = 0.37$, $c^2 = 0.07$, $e^2 = 0.57$

  • Ideologie: $a^2 = 0.56$, $c^2 = 0.00$, $e^2 = 0.44$

• Leefstijl bij Volwassenen:

  • Roken: $51\%$

  • Alcoholgebruik: $53\%$

  • Lichamelijke beweging: $43\%$ (Stabiliteit hierin is vooral erfelijk).

Validiteit en Kanttekeningen bij Tweelingonderzoek

• Zygositeitsbepaling: Kan nauwkeurig via DNA-merkers of via vragenlijsten over uiterlijke gelijkenis (bijv. verwarring door ouders/vreemden).

• Representativiteit: Uit onderzoek van het Nederlands Tweelingen Register (NTR) blijkt dat tweelingen niet verschillen van eenlingen in persoonlijkheid, leefgewoonten of gezondheid. Geboortegewichtachterstand ($1\,kg$) is vaak na $2$ jaar ingehaald.

• Assortative Mating: De aanname dat ouders willekeurig paren. Als ouders op elkaar lijken, overschat dit $c^2$.

• Contrast- en Assimilatie-effecten:

  • Contrast: Ouders benadrukken verschillen.

  • Assimilatie: Ouders benadrukken gelijkenissen vanwege 'volkswijsheid'.

• Equal Environment Assumption (EEA): De aanname dat MZ-paren niet méér gedeelde omgevingsinvloeden ervaren dan DZ-paren (tenzij uitgelokt door gedrag). Deze aanname houdt stand in tests.

Gen-Omgevingsinteractie ($G \times E$) en Correlatie ($rGE$)

• Interactie ($G \times E$): De invloed van genen hangt af van de omgeving.

  • Voorbeeld IQ en SES: Bij een lage SES is de erfelijkheid van IQ lager ($33\%$). Bij een hoge SES is de erfelijkheid van IQ hoger ($60\%$), omdat de gunstige omgeving de genetische potentie laat ontplooien.

• Correlatie ($rGE$): Genetische varianten zijn niet toevallig verdeeld over omgevingen:

  • Passief: Ouders geven zowel genen als een bijbehorende omgeving door (bijv. slimme ouders geven boeken én leesgenen).

  • Reactief (Evocatief): De omgeving (ouders) reageert op de genetische aanleg van het kind (bijv. streng optreden bij een genetisch disruptief kind).

  • Actief (Niche picking): Een individu zoekt zelf een omgeving die past bij de genetische aanleg (bijv. een muzikaal kind kiest voor de muziekschool).

Evolutionaire Psychologie

• Basisprincipes: Evolutie selecteert gedrag dat de overleving van genetische varianten maximaliseert.

• Adaptaties: Eigenschappen zoals fobieën, jaloezie, maar ook altruïsme en de 'need to belong', hadden evolutionair nut.

• Natuurlijke Selectie: Individuen met gunstige allelen hebben een grotere kans op overleving en voortplanting ($survival of the fittest$).

• Seksuele Selectie (Intersexual Selection): Selectie op kenmerken die helpen bij het vinden van een partner, zelfs als ze de overleving schaden (bijv. de pauwenstaart of een zwaar gewei).

• Inclusive Fitness: Het bevorderen van de voortplanting van verwanten die dezelfde genetische varianten delen. Hulp aan familie verhoogt de overlevingskans van de eigen genen.

• Selectieprocessen:

  • Directionele selectie: Een variant wordt geleidelijk dominanter totdat variatie verdwijnt.

  • Stabiliserende selectie (Adaptive trade-off): De middenweg is optimaal (niet te veel, niet te weinig angst). Dit houdt genetische variatie in stand.

  • Frequentieafhankelijke selectie: Het succes van een strategie hangt af van hoe vaak deze voorkomt (bijv. criminaliteit loont alleen als de meerderheid eerlijk is).

  • Omgevingsafhankelijke selectie (Fluctuating optimum): De optimale eigenschap wisselt per tijdperk/omgeving (bijv. vroege vs. late seksuele rijping).